(57)【要約】【課題】３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置において、１個のホール素子によるロータ位置検出でも、安定したモータ駆動を実現できる３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置を提供すること。【解決手段】ロータ位置検出手段として１個のホール素子１０を備え、前記ホール素子１０からのロータ位置検出信号に基づき励磁コイルの励磁パターンを決定する機能を有したモータ駆動装置において、前記ホール素子１０からの前記ロータ位置検出信号に基づきモータ回転数を計算し、前記モータ回転数を一定時間毎にフィードバックすることにより、モータ駆動用ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ幅を可変する機能を有し、前記モータ回転数に応じて、前記モータ回転数をフィードバックする時間を変更する構成とする。【選択図】図２
2013183547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記コンバータからの直流電圧をキャリア周波数でチョッピングして、３相ＤＣブラシレスモータを駆動するためにモータに印加される電圧を制御する電圧型ＰＷＭ方式のインバータとを備え、前記３相ＤＣブラシレスモータはロータ位置検出手段として１個のホール素子を備え、前記ホール素子からのロータ位置検出信号に基づき励磁コイルの励磁パターンを決定する機能を有したモータ駆動装置において、前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号に基づきモータ回転数を計算し、前記モータ回転数を一定時間毎にフィードバックすることにより、モータ駆動用ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ幅を可変する機能を有し、前記モータ回転数に応じて、前記モータ回転数をフィードバックする時間を変更することを特徴としたモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が多い場合は、モータ回転数フィードバック時間を短くし、前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が少ない場合は、モータ回転数フィードバック時間を長くすることを特徴とした請求項１に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ＤＣブラシレスモータを駆動するモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の３相ＤＣブラシレスモータを駆動するモータ駆動装置には、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のパワーデバイス、論理回路を含むモータ駆動部、及びモータ駆動部を制御する制御部が搭載され、ファンモータ等のモータが接続されている。図３は従来の３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置を示すブロック図である。
【０００３】
図３に示すように、交流電源１をＡＣ／ＤＣ変換部２で直流に変換し、前記直流電源を一次平滑コンデンサ３で平滑してモータ駆動用ＩＣ４に供給し、前記モータ駆動用ＩＣ４によって３相ＤＣブラシレスモータ５を駆動する。
【０００４】
モータ駆動用ＩＣ４は、上アームを構成するＩＧＢＴ等の上アームパワーデバイス６と、下アームを構成する下アームパワーデバイス７と、前記上アームパワーデバイス６を駆動するための上アーム駆動回路８と、前記下アームパワーデバイス７を駆動するための下アーム駆動回路９を有し、マイコン１２からの制御信号であるＰＷＭ信号によりモータ駆動用パワーデバイス制御回路１３を介し、モータ駆動用ＩＣ４を制御し、３相ＤＣブラシレスモータ５を駆動する。
【０００５】
上記３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置においては、３相ＤＣブラシレスモータ５内部に磁極を備えたロータと各相の励磁コイルを備えたステータを有し、ロータ位置検出手段としてホール素子１０を備え、ホール素子１０はロータの磁極による磁極変化を検出し検出信号を出力し、検出信号はホール素子信号検出回路１１を介しマイコン１２に入力され、３相ＤＣブラシレスモータ５を駆動する励磁パターンを決定する。ホール素子１０は各相の励磁コイルと対応し３相モータであれば３個設置するのが一般的であるが、近年、コストダウンの目的より、１個のホール素子１０にて３相モータを駆動するケースも増加している。
【０００６】
そこで、１個のホール素子１０によるロータ位置検出信号を用い、該検出信号の１周期前の信号長から次の周期の検出信号の信号長及び位相を予測して擬似信号を形成する３相ＤＣブラシレスモータ駆動方式がある（例えば、特許文献１参照）。これにより、１個のホール素子１０で３相ＤＣブラシレスモータ５が駆動可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１６３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、ホール素子の数が従来の３個から１個に減少しているので、所定の時間内に検出するロータ位置検出信号の数が減り、モータ低速回転時や負荷変動時の回転数変化時（過渡時）にモータ制御が不安定になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置において、１個のホール素子によるロータ位置検出でも、安定したモータ駆動を実現できる３相ＤＣブラシレスモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するため、本発明のモータ駆動装置は、３相ＤＣブラシレスモータの１個のホール素子によるロータ位置検出信号により、モータ回転数を算出しフィードバックする機能を有し、モータ回転数に応じ、ホール素子からのロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が多い場合は、回転数フィードバック時間を短くし、ホール素子からのロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が少ない場合は、回転数フィードバック時間を長くする構成としたものである。
【００１１】
これにより、低速回転時の不安定動作や、ＤＣ電圧急変時の負荷変動によるオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することにより、３相ＤＣブラシレスモータの安定駆動が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のモータ駆動装置は、１個のホール素子により、ホール素子の数を削減したことによる影響がなく、また、ＤＣ電圧急変時の負荷変動によるオーバーシュートやアンダーシュートを抑制し、３相ＤＣブラシレスモータの安定駆動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモータ駆動装置を示すブロック図
【図２】同モータの励磁パターンを決定するフローチャート
【図３】従来のモータ駆動装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、交流電源の電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記コンバータからの直流電圧をキャリア周波数でチョッピングして、３相ＤＣブラシレスモータを駆動するためにモータに印加される電圧を制御する電圧型ＰＷＭ方式のインバータとを備え、前記３相ＤＣブラシレスモータはロータ位置検出手段として１個のホール素子を備え、前記ホール素子からのロータ位置検出信号に基づき励磁コイルの励磁パターンを決定する機能を有したモータ駆動装置において、前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号に基づきモータ回転数を計算し、前記モータ回転数を一定時間毎にフィードバックすることにより、モータ駆動用ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ幅を可変する機能を有し、前記モータ回転数に応じて、前記モータ回転数をフィードバックする時間を変更することにより、低速回転時の不安定動作や、ＤＣ電圧急変時の負荷変動によるオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することにより、３相ＤＣブラシレスモータの安定駆動が可能となる。
【００１５】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が多い場合は、モータ回転数フィードバック時間を短くすることにより、モータの応答性を早くし、ＤＣ電圧急変事時の負荷変動によるオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができ、また、一方、前記ホール素子からの前記ロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数が少ない場合は、モータ回転数フィードバック時間を長くすることにより、モータ回転数をフィードバックする時間内にロータ位置検出数が少ないことによる不安定動作を防止することにより、３相ＤＣブラシレスモータの安定駆動が可能となる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるモータ駆動装置を示すブロック図である。
【００１８】
図１において、電源は、交流電源１よりＡＣ／ＤＣ変換部２及び一次平滑コンデンサ３にて直流電圧に変換した後、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のパワーデバイス、論理回路を含むモータ駆動用ＩＣ４にその直流電圧を供給し、３相ＤＣブラシレスモータ５を駆動する構成となっている。モータ駆動は、モータ駆動用ＩＣ４に供給される直流電圧をマイコン１２によって制御されたキャリア周波数でチョッピングして、３相ＤＣブラシレスモータ５に印加される電圧を電圧型ＰＷＭ方式のインバータによって制御する。３相ＤＣブラシレスモータ５の内部にはロータ位置検出手段としてホール素子１０を１個備え、ホール素子１０によるロータ位置検出信号を、ホール素子信号検出回路１１を介してマイコン１２に入力し、ロータ位置検出信号に応じた３相ＤＣブラシレスモータ５のステータコイルの励磁パターンを決定する。
【００１９】
ここで、ロータ位置検出信号は、ホール素子信号検出部１２ａからモータ回転数計算部１２ｃに入力され、モータ回転数を算出し、モータ励磁パターン決定部１２ｂにおいて、モータ回転数に応じて、励磁パターン決定方法を変えている。すなわち、ホール素子からのロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数によりモータ回転数を算出し、モータ回転数に応じて回転数フィードバック時間を変更する構成としている。
【００２０】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるモータの励磁パターンを決定するフローチャートである。
【００２１】
図２において、３相ＤＣブラシレスモータ５内部のホール素子１０のロータ位置検出信号をマイコン１２に入力し、モータ回転数に応じて３相ＤＣブラシレスモータ５の励磁パターンを決定する。すなわち、ホール素子１０からのロータ位置検出信号の単位時間当たりの検出回数によりモータ回転数を算出し、モータ回転数に応じて、回転数フィードバック時間を変更する。
【００２２】
モータ回転数計算（Ｓ２１）により検出されたモータ回転数が、マイコンにて設定された３相ＤＣブラシレスモータ５の目標回転数（例えば、５００ｒｐｍ）以上かどうか判定し（Ｓ２２）、モータ回転数が目標回転数（例えば、５００ｒｐｍ）以上と判定された場合には、回転数フィードバック時間を短くし（Ｓ２３）、励磁パターンを決定する（Ｓ２５）。
【００２３】
これにより、モータ回転数が高い場合には、回転数フィードバック時間を短くすることで、３相ＤＣブラシレスモータ５の応答性を早くし、ＤＣ電圧急変事時の負荷変動によるオーバーシュートやアンダーシュートを抑制する。
【００２４】
また、一方、モータ回転数計算（Ｓ２１）により検出されたモータ回転数が、３相ＤＣブラシレスモータ５の目標回転数（例えば、５００ｒｐｍ）以下と判定された場合は、回転数フィードバック時間を長くし（Ｓ２４）、励磁パターンを決定する（Ｓ２５）。
【００２５】
これにより、モータ回転数が低い場合には、回転数フィードバック時間を長くすることで、モータ回転数をフィードバックする時間内にロータ位置検出数が少ないことによる不安定動作を防止することにより、３相ＤＣブラシレスモータ５の安定駆動が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかるモータ駆動装置は、３相ＤＣブラシレスモータを安定駆動することができるので、送風用ファンモータを搭載したあらゆる空気調和機に適用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１  交流電源
２  ＡＣ／ＤＣ変換部
３  一次平滑コンデンサ
４  モータ駆動用ＩＣ
５  ３相ＤＣブラシレスモータ
６  上アームパワーデバイス
７  下アームパワーデバイス
８  上アーム駆動回路
９  下アーム駆動回路
１０  ホール素子
１１  ホール素子信号検出回路
１２  マイコン
１２ａ  ホール素子信号検出部
１２ｂ  モータ励磁パターン決定部
１２ｃ  モータ回転数計算部
１３  モータ駆動用パワーデバイス制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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